Udvikling af tids-effektiv DNA-baseret metode til Salmonella serotypning

Description

DTU Fødevareinstituttet (herefter DTU) vil i samarbejde med Fødevarestyrelsen udvikle en hurtig 48-timers metode til serotypning af Salmonella, baseret på DNA sekventering og –analyse. Denne DNA–baserede metode vil kunne erstatte den klassiske antiserum agglutinations-metode, der på sigt bliver sværere at opretholde.
Desuden bliver den klassiske serotypningsmetode i forvejen ofte suppleret med en anden metode; DNA analyse, der er nødvendig for at kunne sammenligne isolater med tidligere udbrud. Fordelene ved DNA analyser er, at DNA data kan bruges til både at bestemme Salmonella serotype, udbrudssammenhænge og andre karakteristika. Ulempen er at den nuværende sekventerings-metode til at generere DNA data af Salmonella er tidskrævende og et svar fås først efter ca. 7 arbejdsdage.
To forskellige sekventeringsteknologier vil blive inkluderet i udvikling af metoderne:
i) Illumina MiSeq hurtig-sekventering med ny DNA-forbehandling med Nextera DNA Flex Library kit.
ii) Oxford Nanopore MinIon hurtig-sekventering med DNA forbehandling med REPLI-g UltraFast Mini kit samt Nanopore Rapid Sequencing Kit.
Det forventes at mindst én af metoderne kan optimeres til at give tilstrækkelig kvalitet af DNA data til at kunne bestemme en entydig serotype, indenfor 48 timer.
Den nyudviklede sekventeringsmetode vil byde på en optimering i forhold til de ca. 7 dages svartid der indtil nu er på DNA sekventering, og vil kunne erstatte den klassiske serotypningsmetode, uden at give afkald på de 48 timers svartid. På sigt vil den DNA-baserede metode også kunne bidrage med andre informationer om Salmonella bakterierne som sekvenstype og antibiotikaresistens samt fuld-genom analyse, der kan anvendes til smitteopsporing og dermed kan hjælpe med at stoppe smitte mellem fjerkræbesætninger, og til at fastlægge ansvar for smittespredning.

Key findings

Tests af DNA sekventering, DNA analyse og serotypning af ca. 2x50 Salmonella isolater, der skal vise om én eller begge nye metoder til sekventering af DNA kan fungere som ny 48-timers metode til Salmonella serotypning.
- Det vil blive undersøgt om kvaliteten af DNA sekvenserne (fra to forskellige metoder) er høj nok til at en entydig serotype på Salmonella kan bestemmes med bioinformatiske værktøjer.
- Det vil blive testet om et Salmonella serotypnings-resulatet kan opnås inden for de 48 timer, der er et krav til metoden.
- Det forventes at beskrivelsen af en ny, tids-effektiv DNA-baseret serotypningsmetode kan publiceres i et internationalt videnskabeligt tidsskrift (peer-reviewed) efter projektperioden.

Layman's description

Når fjerkræbesætninger bliver smittet med Salmonella bakterier, er det altafgørende så hurtigt som muligt at bestemme Salmonella serotypen, for at afgøre om æg og fjerkræ skal kasseres samt for det videre forløb for æglæggere og formeringsdyr. Desuden skal mulige smitteveje opspores for at stoppe smitte til andre besætninger.
Den Salmonella serotypnings-metode, der anvendes af DTU i forbindelse med fjerkræberedskabsaftalen med Danske ÆG, er antiserum agglutination. Denne metode er af flere årsager under afvikling inden for en årrække og det er nødvendigt at udvikle en ny hurtigmetode til serotypning af Salmonella baseret på DNA analyse, for at kunne opretholde beredskabets svartider. Fordelen ved den traditionelle metode er at den er hurtig; et svar kan opnås indenfor 48 timer. Ulemper er at der kræves et stort antal af antisera, der fortsat bliver sværere at indkøbe, samt specialtrænet laboratoriepersonale.
Fordelen ved at bestemme serotype gennem DNA data er at der samtidig kan udføres fuld-genom analyser, der kan anvendes til smitteopsporing og give svar på andre karakteristika som antibiotika resistens.
Short titleHurtig WGS-typing af Salmonella
StatusActive
Effective start/end date01/01/201931/12/2019